(57)【要約】  本発明は、電気的に閉じた導電体からなるヒータに、電磁誘導により誘導電流を流して、誘導電流によるジュール熱でヒータを加熱する加熱装置を提供する。本発明に係る加熱装置は、箱状の加熱庫と、前記加熱庫の内部に配置された電気的に閉じた導電体からなるヒータと、前記加熱庫の外部に配置されたコイルと、前記コイルに高周波電流を供給する電源回路と、前記コイルから生じる高周波磁束が前記ヒータと鎖交するように配置された磁性体とを有する。
2011024645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
箱状の加熱庫と、
前記加熱庫の内部に配置された電気的に閉じた導電体からなるヒータと、
前記加熱庫の外部に配置されたコイルと、
前記コイルに高周波電流を供給する電源回路と、
前記コイルから生じる高周波磁束が前記ヒータと鎖交するように配置された磁性体とを備えたことを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
コイルおよび磁性体は、加熱庫を構成する壁部に沿って配置され、
前記コイルから生じた高周波磁束により、ヒータに誘導電流が流れることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
加熱庫は、前壁、後壁、右側壁、左側壁、上壁、および下壁からなる壁部で構成され、
コイルおよび磁性体は、前記加熱庫を構成する１つの壁部に沿って配置されることを特徴とする請求項２記載の加熱装置。
【請求項４】
コイルは、導線を平面上に捲回して構成され、
磁性体は、同一方向に電流が流れる複数の導線を包囲することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の加熱装置。
【請求項５】
コイルは、導線を磁性体の少なくとも一部の周囲に螺旋状に捲回して構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の加熱装置。
【請求項６】
磁性体は、コイルから生じる高周波磁束が２つのヒータと鎖交するように配置されることを特徴とする請求項請求項１〜５のいずれか１に記載の加熱装置。
【請求項７】
磁性体は、コ字状の断面を有し、
ヒータの一部が前記コ字状の開口部内に挿入されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１に記載の加熱装置。
【請求項８】
磁性体は、Ｃ字状の断面を有し、
ヒータの一部が前記Ｃ字状の開口部内に挿入されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１に記載の加熱装置。
【請求項９】
ヒータは、給電部を有し、
磁性体は、前記給電部の全体を包囲することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１に記載の加熱装置。
【請求項１０】
ヒータは、低抵抗部および高抵抗部からなり、
コイルから生じる高周波磁束は、前記低抵抗部と鎖交することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１に記載の加熱装置。
【請求項１１】
低抵抗部および高抵抗部は、それぞれ中実および中空の金属で形成されることを特徴とする請求項１０に記載の加熱装置。
【請求項１２】
高抵抗部は、切り込みが設けられた金属板であることを特徴とする請求項１０に記載の加熱装置。
【請求項１３】
高抵抗部は、その表面上に絶縁物が配設されることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１に記載の加熱装置。
【請求項１４】
ヒータは、高抵抗部を内設するプレート状部材を有することを特徴とする請求項１２または１３に記載の加熱装置。
【請求項１５】
高抵抗部を内設する箱形容器を有することを特徴とする請求項１２または１３に記載の加熱装置。
【請求項１６】
低抵抗部は、加熱庫内の空気に曝される冷却部を有することを特徴とする請求項１０または１１に記載の加熱装置。
【請求項１７】
加熱庫は、金属材料で構成され、加熱庫の内壁またはヒータの少なくとも一方に絶縁材料からなるコーティングが形成されていることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１に記載の加熱装置。
【請求項１８】
ヒータは、複数のコイルから生じる高周波磁束と鎖交することを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１に記載の加熱装置。
【請求項１９】
ヒータは加熱庫に対し着脱可能であることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１に記載の加熱装置。
【請求項２０】
複数のヒータが加熱庫に対し着脱可能であることを特徴とする請求項１９に記載の加熱装置。
【請求項２１】
形態の異なる複数のヒータが加熱庫に対し着脱可能であることを特徴とする請求項２０に記載の加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱装置に関し、とりわけグリル、ロースタ、オーブンなどの加熱庫において誘導電流式ヒータを熱源に用いた加熱装置を採用した加熱調理器に関する。
【背景技術】
【０００２】
いわゆるＩＨクッキングヒータ（Induction Heating：電磁誘導加熱式調理器）の多くは、焼き魚などを調理するための加熱庫を有する。加熱庫は、一般にはグリル、ロースタあるいはオーブンとも呼ばれる。焼き魚（特に秋刀魚の塩焼きなど）は、高温の加熱源からの輻射熱により表面をこんがりと焼き、高温の空気により魚の内部まで十分に加熱して調理されたものが美味しいとされている。【０００３】
また、特に秋刀魚の塩焼きなどの調理中に、魚から多くの脂（可燃性油分）が出るが、これを受ける脂受け皿が必要であり、さらに脂受け皿で受けた魚の脂が発火しないように、脂受け皿および脂を発火温度より低い温度に維持しなければならない。なお、これは焼き魚の調理に限らず、肉類を調理する場合も同様である。このような加熱庫内での調理はグリル調理ともいう。【０００４】
ＩＨクッキングヒータの加熱庫は、一般に、加熱庫内の上方と下方にシーズヒータやラジエントヒータなどの電気ヒータ（抵抗体に電流が流れたときのジュール熱により発熱するので「抵抗式ヒータ」ともいう。）が設けられ、電気ヒータの給電端子は加熱庫の外部に設けられた電源と電気的に接続され、電源から電気ヒータに電力が供給されて電気ヒータは加熱される。そして電気ヒータに供給された電力は、電気ヒータで熱エネルギに変換され、その熱エネルギにより加熱庫内部の食品が直接的に、高温に加熱された空気を介して食品が加熱調理される。このような構成の加熱調理器は、ＩＨクッキングヒータに限らず、オーブントースタやオーブンレンジなども同様の構成をしていることが多い。
このような電気ヒータを用いた加熱調理器の構成は簡便ではあるが、電気ヒータが加熱庫内に固定されているため、調理後の清掃を困難にし、清掃性に改善の余地があった。すなわちＩＨクッキングヒータに限らずオーブンレンジなどの他の任意の形態の加熱調理器でおいても、清掃性の改善に対する要求は高い。これは食品を扱う調理器にとっては本質的な要求である。
そこで食品の加熱源となる金属を非接触式に誘導加熱するオーブンあるいはオーブンレンジがこれまでにも提案されており、加熱源が加熱庫に対して着脱可能なものも知られている。【０００５】
たとえば特許文献１において、誘導加熱技術を利用した従来のオーブンは、磁性体で構成される庫の上面および下面に対向して配置された加熱コイルを有し、加熱コイルに高周波電流を流すことによって加熱庫が加熱する。庫は着脱可能となっているため、これにより清掃性を向上させることができる。【０００６】
また特許文献２によれば、誘導加熱技術を利用した別の従来式オーブンレンジが提案されている。このオーブンレンジにおいては、耐熱ガラス等の絶縁性耐熱板からなる仕切板を用いて、加熱室の内部と機械的および電気的に遮断された誘導加熱コイルが、加熱室の底部に設けられ、仕切板の上には誘導加熱コイルに対向して金属製の発熱体が配置されている。発熱体は閉ループを形成する帯状の金属体として構成されているので、誘導電流を効率的に発生させるとともに、金属体の放熱面積を自由に設定することができる。なお、特許文献２に記載の発熱体も同様に、加熱室内において着脱自在に配置されている。【０００７】
さらに特許文献３に記載された誘導加熱技術を利用したさらに別の従来のオーブンレンジは、取り出し自在に構成されたオーブン皿の外周部分を左右２ヶ所から誘導加熱するために誘導加熱手段が設けられている。オーブン皿は、少なくともその被加熱部分にホーロー（琺瑯）被膜を施した鉄板などの磁性体を有する。また誘導加熱手段は、裁縫ミシン等で用いられるボビンのように巻かれたコイルと、コイルの発生する磁束をオーブン皿に効率的に供給するコアとから構成されている。コアはたとえばＵ字型であり、磁束はコアおよびオーブン皿の外周部分により閉磁路を形成し、高周波磁束が他の部分に漏れないようにしている。オーブン皿は、その下面側が磁性ステンレス等の磁性材料で構成され、その上面側がアルミまたは銅等の高熱伝導材料で構成されている。コイルおよびコアで発生する磁束により磁性材料が誘導加熱され、この発生熱は、高熱伝導材料からなるオーブン皿全体に伝達される。【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２８２２２１号公報（段落［０００８］〜［０００９］、図２）
【特許文献２】特開平８−１３８８６４号公報（段落［００２４］〜［００２８］、図１、図３）
【特許文献３】特開平６−１８０４４号公報（段落［００２０］、［００２９］〜［００３６］、図１、図２、図５〜図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このような従来から知られている誘導加熱技術を用いた加熱庫を、ＩＨクッキングヒータなどのグリル調理を行う加熱庫に使用する場合、以下の問題点があった。
特許文献１に記載された従来の加熱調理器では、加熱庫の内側にコ字状の磁性体を挿入し、上面と下面にコイルを設けて、コ字状の磁性体の上面と下面を誘導加熱するので、魚などの食材から出る脂が発火しないようにするためには、下面を発火温度（約２５０℃）以下にする必要があり、下面の磁性体を十分に高温にすることができず、輻射を利用したグリル調理に適さないという問題点があった。【００１０】
また、特許文献２に記載された従来の加熱調理器では、誘導加熱によって加熱される帯状金属が閉ループを構成するため、効率良く誘導加熱され、また高温に加熱することができるが、グリル調理を行うために帯状金属からの輻射熱を利用しようとすると、帯状金属から放射される赤外線が食材に照射されるようにするために、脂受け用の皿を帯状金属とコイルの間に設ける必要がある。この場合、帯状金属には磁束が到達して誘導加熱されるが、脂受け皿は誘導加熱されないようにする必要がある。そのためには脂受け皿をセラミックスなどの絶縁物で構成する必要があった。セラミックス皿は強度の観点から厚くする必要があり、また脂受け皿上の脂が発火しないようにするために脂受け皿の温度を脂の発火点以下に抑える必要があり、帯状金属と脂受け皿の距離を大きくしなければならない。そのためコイルと帯状金属の距離が大きくなり帯状金属を効率良く誘導加熱することができないという問題点があった。【００１１】
また、特許文献３に記載された従来の加熱調理器では、オーブン皿を加熱してフライパン調理を行うため、グリル調理には適さないが、オーブン皿を高温に加熱してそこからの輻射熱を利用してグリル調理を行おうと試みることも可能である。しかし、特許文献３に記載された従来の加熱調理器ではオーブン皿の側面に設けたコイルによって、オーブン皿の側壁面が加熱されるに過ぎず、オーブン皿の中央部は高熱伝導材料であるアルミや銅によって側面からの伝熱により加熱されるため、十分に高温にするためには高熱伝導材料の厚みを極めて厚くしなければならず、その結果、加熱庫内の有効体積が減少し、またオーブン皿の熱容量が大きくなるため温度上昇に時間がかかるといった問題点があった。【００１２】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、着脱可能なヒータにより加熱庫の清掃性を高めるとともに、その上で上記のようなグリル調理における食材からの脂を受ける脂受け皿の問題を解決するために、ヒータを加熱するための誘導加熱手段を加熱庫の側面に配置しつつ、加熱庫内のヒータ全域に渡って十分な高温加熱を可能にする加熱装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る加熱装置は、箱状の加熱庫と、前記加熱庫の内部に配置された電気的に閉じた導電体からなるヒータと、前記加熱庫の外部に配置されたコイルと、前記コイルに高周波電流を供給する電源回路と、前記コイルから生じる高周波磁束が前記ヒータと鎖交するように配置された磁性体とを有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る加熱装置は、電気的に閉じた導電体からなるヒータに、電磁誘導により誘導電流を流して、誘導電流によるジュール熱でヒータを加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る実施の形態１による加熱調理器を示す断面図である。
【図２】実施の形態１による加熱調理器の主要部を示す斜視図である。
【図３】実施の形態１による加熱調理器の断熱部材を示す斜視図である。
【図４】図２のコイルに流れるコイル電流と、ヒータに流れる誘導電流の流れる方向を示す概略斜視図である。
【図５】実施の形態１による誘導加熱手段の部分的な拡大垂直断面である。
【図６】実施の形態１による加熱調理器のヒータを示す平面図であって、（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、ヒータを構造的および機能的に示すものである。
【図７】実施の形態１の変形例による加熱調理器を示す図１と同様の断面図である。
【図８】実施の形態１の変形例による誘導加熱手段の図５と同様の拡大垂直断面である。
【図９】実施の形態１において実験に用いた誘導加熱手段の断面図である。
【図１０】実施の形態１において実験に用いた誘導加熱手段の平面図であって、ヒータの温度測定位置を示す。
【図１１】図１０に示す各温度測定位置において、実験で測定されたヒータの温度上昇をプロットしたグラフである。
【図１２】本発明に係る実施の形態２による加熱調理器を示す断面図である。
【図１３】実施の形態２による加熱調理器の主要部を示す斜視図である。
【図１４】実施の形態２における実験で測定されたヒータの温度上昇をプロットしたグラフである。
【図１５】実施の形態２の変形例による加熱調理器を示す断面図である。
【図１６】実施の形態２の別の変形例による加熱調理器の磁性体の長さとヒータの給電部の温度上昇との関係を示すグラフである。
【図１７】実施の形態２の別の変形例による加熱調理器の主要部を示す斜視図である。
【図１８】本発明に係る実施の形態３による加熱調理器を示す断面図である。
【図１９】実施の形態３による加熱調理器の主要部を示す斜視図である。
【図２０】実施の形態３による誘導加熱手段の部分的な拡大垂直断面である。
【図２１】実施の形態３の変形例による誘導加熱手段の図２０と同様の拡大垂直断面である。
【図２２】実施の形態３の別の変形例による誘導加熱手段の図２０と同様の拡大垂直断面である。
【図２３】本発明に係る実施の形態４による加熱調理器を示す断面図である。
【図２４】実施の形態４による加熱調理器の主要部を示す斜視図である。
【図２５】実施の形態４の変形例による加熱調理器を示す断面図である。
【図２６】本発明に係る実施の形態５による加熱調理器を示す断面図であって、（ａ）および（ｂ）はそれぞれ可動部が固定部に対して閉じた状態および開いた状態を示す。
【図２７】実施の形態５による誘導加熱手段の斜視図である。
【図２８】実施の形態５による誘導加熱手段の図２７のＡ−Ａ線から見た拡大垂直断面である。
【図２９】本発明に係る実施の形態６による加熱調理器を示す断面図である。
【図３０】実施の形態６による加熱調理器の主要部を示す斜視図である。
【図３１】実施の形態６の変形例による加熱調理器の主要部を示す斜視図である。
【図３２】実施の形態６の別の変形例による加熱調理器の主要部を示す斜視図である。
【図３３】実施の形態６の別の変形例によるプレート状の下側ヒータの全体的な斜視図である。
【図３４】図３３のプレート状の下側ヒータの断面図である。
【図３５】実施の形態６のさらに別の変形例による加熱調理器の主要部を示す斜視図である。
【図３６】図３５の加熱調理器のヒータを示す展開図である。
【図３７】図３５の加熱調理器のヒータを示す断面図である。
【図３８】実施の形態６のさらに別の変形例による加熱調理器の主要部を示す断面図である。
【図３９】実施の形態６のさらに別の変形例による加熱調理器の主要部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００１６】
１：加熱調理器（加熱装置）、１０：加熱庫（箱状筐体）、１２ａ：上壁、１２ｂ：下壁、１４ａ，１４ｂ：側壁、１６：前壁、１８：後壁、２０：ヒータ、２２：低抵抗部、２４：給電部、２５：冷却部、２６：高抵抗部（ヒータ部）、３０：コイル、３２：磁性体、３４：断熱部材、３６：溝部（開口部）、３７：焼き網、３８：脂受け皿、４０：基部、４２：側部、４４：延長部、４５：断熱部材、５０：固定部、５２：可動部、５４：ヒータ取り出し口、５６：気密容器、５８：下側ヒータ、５９：切込み、７０：箱型密閉容器、７２：蓋部、７３：蓋部本体、７４：容器部、７５：容器部本体、φ１，φ２：磁束。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は、任意の加熱装置全般に関するものであり、産業用の焼成炉や乾燥炉などにも適用可能であるが、民生用の加熱調理器としても同等に利用することができる。以下、添付図面を参照して、本発明に係る加熱装置の具体例として、加熱調理器の実施の形態について説明する。各実施の形態の説明において、理解を容易にするために方向を表す用語（たとえば、「上」、「下」、「右」、および「左」など）を適宜用いるが、これは説明のためのものであって、これらの用語は本発明を限定するものでない。また以下の添付図面において、同様の構成部品については同様の符号を用いて参照する。【００１８】
実施の形態１．
図１は、本発明に係る実施の形態１の加熱調理器を示す断面図である。図２は、図１の主要な構成部品を概略的に示した斜視図である。なお、本発明の各実施の形態に示す加熱調理器１は、ＩＨクッキングヒータに好適に用いられ、とりわけグリル調理を行う加熱庫として有用であるが、オーブンレンジやオーブントースタなどの他の形態を有する加熱調理器に採用することができ、グリル調理の他、オーブン調理などのさまざまな加熱調理に利用することができる。【００１９】
本発明に係る実施の形態１の加熱調理器１は、図１および図２に示すように加熱庫（箱状筐体）１０を有する。加熱庫１０は、上壁１２ａ、下壁１２ｂ、垂直方向に延びる左右の側壁１４ａ，１４ｂ、および前壁および後壁（図示せず）を有する。加熱調理器１は、加熱庫１０の内部の上方および下方において電気的な閉ループ（閉回路）を構成する金属体からなる着脱可能なヒータ２０ａ，２０ｂと、左右の側壁１４ａ，１４ｂに沿って配設されたコイル３０ａ，３０ｂと、各コイル３０ａ，３０ｂに隣接して配置された磁性材料からなるフェライトコアなどの磁性体３２とを有する。【００２０】
コイル３０ａ，３０ｂは、たとえば直径が０．３ｍｍの銅線を樹脂などで被覆したものを１９本撚り線にしたいわゆるリッツ線を、側壁１４ａ，１４ｂに平行な平面上にほぼ長方形状（各角部が湾曲した長方形状またはほぼ楕円形状も含む）に、たとえば複数回（２５回）捲回して形成されたものである。これらの複数のリッツ線は、長方形の各辺に沿って捲回され、同一方向の電流（磁束）を形成する。一方、磁性体３２は、図２において電流が同一方向に流れるように配置された複数のリッツ線をコ字状に包囲するように配設される。同様に図示のように、２つの磁性体３２が、上方および下方に配置されたヒータ２０ａ，２０ｂに対して平行に対向配置されている。【００２１】
磁性体３２は、たとえば一般的なＩＨクッキングヒータの加熱コイルの周囲に通常用いられるフェライトコアと同等の磁性材料を用いて形成することができる。またコ字状の磁性体３２の内側には、コ字状の断熱部材３４が設けられている。すなわちコイル３０ａ，３０ｂは、ヒータ２０ａ，２０ｂに対向する部分において、図１および図２に示すように磁性体３２と断熱部材３４によって挟まれた構造を有する。
なお断熱部材３４は、図３に示すように、ガラスウールやセラミックウールなどの断熱材３４ａとセラミックス３４ｂの二層構造を有し、加熱庫１０の側壁１４ａ，１４ｂの一部についてはセラミックス３４ｂで構成してもよく、鉄またはステンレス等の金属で構成してもよい。【００２２】
このように構成された断熱部材３４によれば、コイル３０ａ，３０ｂおよび磁性体３２は、加熱庫１０の内部の高温の空気から断熱される。なお断熱材３４ａは、上記の他、空気層であってもよいし、空気流であってもよい。このように構成されたコイル３０ａ，３０ｂ、磁性体３２、断熱部材３４が図１に示すように加熱庫１０の側壁１４ａ，１４ｂの一部となるように配置される。一方、加熱庫１０の残りの壁面（上壁１２ａおよび下壁１２ｂなどを含む）は、鉄またはステンレス等の金属、あるいはセラミックスまたはガラスなどの絶縁材料など耐熱性材料を用いて構成される。さらに図示しない加熱庫１０の前壁および後壁により閉じられる。すなわち加熱庫１０は、耐熱性材料からなる上壁１２ａ、下壁１２ｂ、側壁１４ａ，１４ｂ、前壁および後壁によって閉じられた筐体を構成する。なお、加熱庫１０の前壁は、食品等の出し入れなどのために開閉自在の前扉（ここでは図示せず）を有する。【００２３】
またヒータ２０ａ，２０ｂは、図に示すように、断熱部材３４の水平方向に延びる溝部（開口部）３６内に挿入されて支持される。このときヒータ２０ａ，２０ｂは、断熱部材３４の溝部３６上に載置されているに過ぎず、開閉自在な前壁から着脱可能である。同様に、加熱庫１０の内部には食材を載せるための焼き網３７、および食材から出る脂を受けるための脂受け皿３８が前壁を介して配置される。焼き網３７および脂受け皿３８の構造および材質は、従来式のＩＨクッキングヒータの加熱庫に用いられる構造および材質と同等のものを使用することができる。同様に、加熱庫１０の側壁１４ａ，１４ｂ等の内面には、防汚効果および遠赤外線効果を目的とした各種コーティングを施しておくことが好ましい。【００２４】
次に動作について説明する。コイル３０ａ，３０ｂに図示しない電源回路から２０〜１００ｋＨｚの高周波電流が供給されると、コイル３０ａ，３０ｂの周囲に高周波磁束が発生する。磁性体３２で包囲されたコイル３０ａ，３０ｂから生じた高周波磁束は、コ字状の磁性体３２と、ヒータ２０ａ，２０ｂおよび溝部（開口部）３６とを通る磁気回路を形成するとともに、ヒータ２０ａ，２０ｂに鎖交する。このとき、電気的な閉じた（閉ループを構成する）ヒータ２０ａ，２０ｂに、鎖交した高周波磁束による誘導電流が発生し、誘導電流によるジュール熱がヒータ２０ａ，２０ｂ全体に均一に発生する。このようにヒータ２０ａ，２０ｂの全体が均一に加熱されるため、加熱庫１０に収容された食品をむらなく加熱することができる。電源回路からコイル３０ａ，３０ｂに十分な電力（たとえば合わせて２ｋＷ）を供給すると、ヒータ２０ａ，２０ｂは８００℃以上に加熱され、放射赤外線により食品を直接的に加熱することができる。
またヒータ２０ａ，２０ｂは、その周囲の空気を加熱し、対流により加熱庫１０の内部の空気が一様に高温になるので、高温空気により食品を間接的に加熱することができる。
このように加熱庫１０に収容された食品は、ヒータ２０ａ，２０ｂからの輻射熱および高温の空気により加熱され、グリル調理される。【００２５】
加熱により食材から生じる脂は、下側ヒータ２０ｂより下方に設置された脂受け皿３８によって受容される。本発明の加熱調理器１は、下側ヒータ２０ｂに誘導電流を流してジュール熱により加熱するものであり、前掲特許文献１および２に記載された従来式の加熱調理器のように誘導加熱を加熱原理とするものではない。したがって、脂受け皿９を金属材料で形成しても下側ヒータ２０ｂにより直接的に加熱されることはなく、下側ヒータ２０ｂと脂受け皿３８の間に実質的な距離を設けることにより、脂受け皿３８の温度を脂の発火温度より低く抑えることができる。【００２６】
なお、本発明で採用する誘導電流で生じるジュール熱による加熱は、一般のＩＨクッキングヒータのトッププレート上に載置された鍋に対する誘導加熱とは原理的に異なり、「誘導加熱」と呼べないかも知れないが、電磁誘導によって流れる「誘導電流」で生じるジュール熱による加熱であるため、本願では敢えて誘導加熱として扱うこととする。そして電磁誘導により、ヒータ２０ａ，２０ｂに誘導電流を流すためのコイル３０ａ，３０ｂおよび磁性体３２を、ここでは「誘導加熱手段」と呼ぶこととする。なお、上述のヒータ２０ａ，２０ｂの入力電力および温度は一例であり、ヒータ２０ａ，２０ｂの温度は入力電力およびヒータの放熱面積（表面積）等をパラメータとして決まるものである。【００２７】
本発明の電源回路については詳細に説明しないが、一般的なＩＨクッキングヒータなどの誘導加熱装置で採用されている電源回路と同様のものを利用することができ、たとえば、ハーフブリッジ回路、フルブリッジ回路、一石共振回路などを用いて構成することができる。したがって、各実施の形態において電源回路について詳細に説明しなくても、当業者ならば容易に理解されるように、たとえばハーフブリッジ回路またはフルブリッジ回路を用いた場合には共振コンデンサがコイルと直列に接続され、一石共振回路の場合には共振コンデンサがコイルと並列に接続され、こうした周知事項については本発明に係る加熱調理器１の各実施の形態においても当然に適用される。
またコイル３０ａ，３０ｂは、個別の電源回路からそれぞれ電力供給を受けてもよいし、コイル３０ａ，３０ｂを並列あるいは直列に接続して同一の電源回路から電力供給を受けてもよい。なお、コイル３０ａ，３０ｂを並列または直列に接続する場合には、電流の方向を考慮して接続の向きを決定する必要があるが、これについては後述する。【００２８】
図４はコイル３０ａ，３０ｂに流れるコイル電流の方向と、コイル電流によって発生する磁束の方向と、電磁誘導によってヒータ２０ａ，２０ｂに流れる誘導電流の方向を示したものである。図を解りやすくするために、コイル３０ａ，３０ｂおよびヒータ２０ａ，２０ｂ以外の構成要素を省略して示す。図４でコイル電流と誘導電流は、コイル３０ａ，３０ｂおよびヒータ２０ａ，２０ｂに上書きして図示する。コイル電流と誘導電流の流れる方向は駆動周波数で変化するが、図４ではある瞬間のものを示す。コイル３０ａ，３０ｂに図４に示す方向にコイル電流が流れると、コイル３０ａ，３０ｂの周囲に磁束が発生する。この磁束は電気的な閉ループを構成するヒータ２０ａ，２０ｂと鎖交するのでヒータ２０ａ、ヒータ２０ｂには電磁誘導により起電力が発生し、誘導電流がヒータ２０ａ，２０ｂそれぞれの閉ループを流れる。すなわち、これは変圧器と同じ原理であり、コイル３０ａ，３０ｂが変圧器の一次側コイル、ヒータ２０ａ，２０ｂが変圧器の二次側コイルと考えることもできる。以上のような原理によりヒータ２０ａ，２０ｂは加熱されるので、図１および図２のように、並列あるいは直列に接続された２つのコイル３０ａ，３０ｂを１つの電源回路で駆動する場合、各コイル３０ａ，３０ｂは、コイル電流が図４に示すような方向に流れるように接続する必要がある。一方、個別の電源回路を用いて各コイル３０ａ，３０ｂを独立して駆動する場合、図４のようにコイル電流の位相（方向）を設定すると最大のヒータ加熱効率を実現することができ、位相（方向）を互いにずらすことにより任意の（調節可能な）ヒータ加熱効率を実現することができる。【００２９】
図５は、コイル３０と磁性体３２（断熱部材３４およびヒータ２０を含む）からなる誘導加熱手段の部分的な拡大垂直断面であって、図１に示す加熱調理器１の４つのうち１つの誘導加熱手段を示すものである。図５のヒータ２０は、磁束と鎖交する部分のみ図示されている。
コイル３０に高周波電流を流すと、コイル３０の周囲に高周波磁束が発生する。高周波磁束はコ字状の磁性体３２とコ字の開口部からなる磁気回路を通る。ここで「コ字状の磁性体３２」とは、コイル３０に沿って延びる基部４０と、基部４０の両端から垂直に延びる一対の側部４２ａ，４２ｂとを有し、側部４２ａ，４２ｂの間には開口部３６を形成するものをいう。【００３０】
コ字状の磁性体３２の開口部３６を通る磁束は、図５に示すように、ヒータ２０を通過しない磁束φ１とヒータ２０を通過する磁束φ２とを含む。磁束φ１は、電気的に閉じたヒータ２０に誘導電流を流すために極めて有効な磁束である。一方、磁束φ２は、ヒータ２０に誘導電流を流すことにも寄与するが、ヒータ２０の一部に渦電流を発生させるので、ヒータ２０は、誘導電流に加えて、渦電流によるジュール熱により加熱される。したがって、ヒータ２０が閉ループの延びる方向に沿って均一な材質および形状を有する場合には、ヒータ２０の温度はコイル３０ａ，３０ｂに隣接する磁束と鎖交する部分においてより高くなり、それ以外の部分においてより低くなる。コイル３０ａ，３０ｂに隣接するヒータ２０の部分も加熱調理器１の加熱庫１０の内部の空気を温めるのに役立つのでエネルギ損失にはならないが、コイル３０を保護するために断熱部材３４の断熱層を厚くするか、あるいはコイル３０（および磁性体３２）とヒータ２０との間に空気層を設けて風を流すなどにより断熱性を高める必要がある。【００３１】
図６（ａ）および図６（ｂ）は実施の形態１の加熱調理器１に好適なヒータ２０を示す平面図である。図６（ａ）はヒータ２０を構造的に示し、図６（ｂ）は機能的に示す。なお、本発明の加熱調理器１に使用されるヒータ２０は、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すものに限定されることはなく、電気的な閉ループを構成するヒータ２０であれば任意の形状、構造、材質を有するものであってもよい。図６（ａ）に示すように、好適なヒータ２０は構造的に２種類の部分に分かれる。すなわちヒータ２０は、その両端部（すなわちコイル３０ａ，３０ｂに隣接する部分）に電気抵抗の小さな低抵抗部２２を有し、ヒータ２０の中央部は電気抵抗の大きな高抵抗部２６を有する。ここでいう電気抵抗の高低は、低抵抗部２２と高抵抗部２６の単位長さあたりの電気抵抗の相対的な高低である。
たとえば、同一金属で作製する場合は、低抵抗部２２を中身の詰まった棒（中実棒）で作製し、高抵抗部２６をパイプ（中空棒）で作製し、これらを溶接などの方法で接続してもよい。また、異種の金属で作製する場合は、低抵抗部２２を銅等の電気抵抗のより低い金属で作製し、高抵抗部２６をステンレスなどの電気抵抗のより高い金属で作製してもよい。
また構造および材質の両方が互いに異なる高抵抗部２６と低抵抗部２２を作製してもよい。具体的には、低抵抗部２２を外径６ｍｍの銅あるいは銅合金からなる中実棒で作製し、高抵抗部２６を外径６ｍｍ、半径方向の厚み０．３〜１ｍｍのステンレスパイプ（中空棒）で作製し、これらを溶接あるいはロウ付けにより接続してヒータ２０を作製してもよい。
なお、ここで「電気抵抗」とは、ヒータ２０に流れる誘導電流の所定周波数に対するヒータの電気抵抗であるので、表皮効果の影響により、中実棒より中空棒で作製した方がより小さい電気抵抗を実現する場合には、パイプ（中空棒）を用いて低抵抗部２２を形成してもよい。【００３２】
図６に示すようなヒータ２０の外形形状、たとえば曲げ回数は任意であるが、シーズヒータ等とは異なり、ヒータ２０内部に電熱線などの構造部品を含まないため、折り曲げ加工等による破損の虞が極めて少なく、任意の所望形状を有するヒータ２０を安価で作製することができる。また、このように作製したヒータ２０は、防汚効果あるいは保護効果などを目的として、その表面に各種コーティングを行ってもよい。【００３３】
ヒータ２０を機能的に側面から説明する。図６（ａ）の低抵抗部２２は、図６（ｂ）に示すように給電部２４と冷却部２５とからなる。また図６（ａ）の高抵抗部２６はヒータ部２６ともいう。【００３４】
次に動作について説明する。ヒータ２０は、上述のように、ともに中実銅棒の給電部２４と冷却部２５からなる低抵抗部２２と、ステンレスパイプからなる高抵抗部２６（ヒータ部）とを有するものとする。ヒータ２０は、図１および図２に示すように、その給電部２４を断熱部材３４の溝部（開口部）３６内に挿入することにより加熱庫１０に設置される。
電源回路からコイル３０に高周波電流が供給されると、コイル３０の周囲に高周波磁束が形成され、給電部２４が磁束と鎖交してヒータ２０内に誘導電流を形成する。このとき給電部２４は、誘導電流および渦電流により生じるジュール熱で加熱されるが、電気抵抗が小さいため誘導電流により生じるジュール熱は比較的に小さい。また渦電流による加熱も電気抵抗が小さい材質であれば小さく、非磁性体である銅であれば渦電流による加熱を十分に小さくすることができる。【００３５】
なお給電部２４は、断熱部材３４の溝部３６に載置（断熱部材３４に包囲）されているため、冷却部２５に比べ放熱性が劣る。また冷却部２５は、給電部２４と同じ構造および材質を有するが、周囲が空気で包囲されているため放熱性が良好である。また冷却部２５は、電気抵抗が小さくなるように構成されているので、誘導電流のジュール熱による発熱も小さく、比較的に低い温度に維持される。【００３６】
一方、ヒータ部２６は全体的に空気に露出しているので、周辺空気による放熱性は冷却部２５と同じであるが、その電気抵抗が相対的に大きいので、誘導電流のジュール熱による発熱は冷却部２５より大きくなる。したがって食材は、ヒータ部２６からの輻射熱によって効率的にグリル調理される。また、高温となるヒータ部２６に比して、冷却部２５は、自らの発熱も小さく、ヒータ部２６から伝わる熱を周辺空気に効率的に放熱するので、ヒータ部２６から冷却部２５を介して給電部２４に伝わる熱を極力抑え、給電部２４が高温になることを防ぐことができる。【００３７】
次に磁気回路を構成する磁性体３２について説明する。図５に示すように、コイル３０に高周波電流を供給すると、コイル３０の周囲に磁束が発生し、コ字状の磁性体３２および開口部３６を通る閉じた磁気回路を形成する。上述のように、図５に示す磁束φ１はヒータ２０を通過せず、磁束φ２はヒータ２０を通過して誘導電流をヒータ２０内に形成する。より多くの誘導電流をヒータ２０内に形成するためには、磁束φ１ができるだけ大きいことが好ましい。
ヒータ２０の給電部２４における渦電流によるジュール熱を抑制するためにも、磁束φ２を極力小さくし、磁束φ１の割合を実質的に大きくすることが好ましい。【００３８】
図７は、磁束φ１の割合が大きくなるように改良された加熱調理器１を示し、これは磁性体３２の形状が異なる点を除き、基本的に図１の加熱調理器１と同様のものである。また図８は、コイル３０、磁性体３２、断熱部材３４およびヒータ２０からなる誘導加熱手段の図５と同様の部分的な拡大垂直断面であって、磁束φ１の割合が大きくなるように改良された磁性体３２を示すものである。図８の磁性体３２は、その形状が異なる点以外は、基本的に図５の磁性体３２と同じものである。【００３９】
図５の磁性体３２の断面形状はコ字状であったが、図７および図８の磁性体３２は断面形状がＣ字状に形成されている。ここで「Ｃ字状の磁性体」とは、コイル３０に沿って延びる基部４０と、基部の両端から垂直に延びる一対の側部４２ａ，４２ｂと、各側部４２ａ，４２ｂの先端部から互いに対して延びる一対の延長部４４ａ，４４ｂとを有するものをいう。すなわち図８に示す磁性体３２の断面形状は、長方形の一辺がその辺の中央付近で中断された形状である。なお磁性体３２の断面形状は長方形状に限るものでなく、台形形状や楕円形状など他の任意の形状であってもよい。【００４０】
図７および図８に示すように、磁性体３２の断面形状をＣ字状にすると、磁束φ１が通る磁気回路の磁気抵抗が小さくなるため、コイル３０の周囲に発生した磁束は磁束φ１の経路を多く通るようになり、磁束φ２の経路を通る磁束は少なくなる。したがって、磁性体３２の断面形状を図７のようなＣ字状にする方が、図５のようなコ字状にした場合に比べ、ヒータ２０の給電部２４の渦電流による発熱を低減することができる。このように磁性体３２の断面形状をＣ字状にすることがより好ましい。ただし、断熱部材３４の溝部（開口部）３６の幅が同じである場合、磁性体３２の断面形状をＣ字状にすると、磁性体３２を形成するためにより多くの構成材料を必要とするので、磁性体３２の作製に要するコストは高くなる。一方、上述したようにヒータ２０の給電部２４の温度を低減するために、ヒータ２０の給電部２４およびヒータ部２６を異なる構造にするか、あるいは異種の材料を使用する必要はなく、その場合には、ヒータの製造コストを低くすることができる。すなわち、磁性体３２の断面形状をコ字状にするかＣ字状にするかは、ヒータ２０の製造コストなど他の要素も考慮して決定すればよい。【００４１】
Ｃ字状の断面形状を有する磁性体３２は、その開口部３６（延長部４４間の距離）が小さいほど好ましく、究極的には開口部３６の延長部間距離がゼロであり、Ｏ字状であるのがもっとも好ましい。ただし、開口部３６を設けることなく、磁性体３２の断面をＯ字状とすれば、ヒータ２０を磁性体３２から取り外すことができない。そのため、ヒータを着脱可能にするには機構上の工夫が必要となる。またＣ字状の磁性体３２の開口部３６を小さくするために、ヒータ２０は、円形の断面形状を有する棒やパイプの代わりに金属板を用いて作製してもよい。たとえば、厚さ２ｍｍ程度の非磁性のステンレス板で図６のような形状のヒータ２０を作製すれば、外径６ｍｍの棒やパイプを用いた場合に比べ、Ｃ字状の磁性体３２の開口部３６（延長部間の距離）を４ｍｍ小さくすることができる。【００４２】
次に実験結果について示す。図２に示す構造の加熱調理器１を作製してコイル３０ａ，３０ｂに高周波電流を供給したときのヒータ２０ａ，２０ｂの温度上昇を測定した。ただし、実験では図２に示した加熱庫１０の上壁１２ａおよび前壁は開放して行った。その理由はヒータ２０ａ，２０ｂの温度上昇を直接熱電対で測定するために、加熱庫１０内の温度があまりに高温となるのを回避するためである。図９は、実験に用いた加熱庫１０の誘導加熱手段の断面図を示す。図９の縮尺は実際に作製したものをほぼ忠実に図示した。磁性体３２は、図９に示した通りコ字状の断面を有し、図中の紙面の奥行き方向に６０ｍｍの長さを有する。磁性体３２はフェライトコアであり、５ｍｍの厚みを有する。断熱部材３４はセラミックウールであり、１０ｍｍの厚みを有する。またコイル３０は、図２に示すように直径０．３ｍｍの被覆銅線を１９本撚りにしたリッツ線を２５回巻いて作製した。コイル３０ａ，３０ｂは図２のように加熱庫１０の左右両側に配置され、これら２個のコイル３０ａ，３０ｂは並列に接続し、ハーフブリッジ型の電源回路により２５ｋＨｚの高周波電流を供給した。ヒータ２０は直径６ｍｍの円形の断面形状を有する。図９から分かるように、ヒータ２０はコ字状磁性体３２の開口部３６に近いところに配置されたため、図５に示したようにヒータ２０を通過しない磁束φ１が十分に大きいものではなかったと思われる。図１０は実験に用いたヒータ２０の構造を示す。図１０においても縮尺は実際に作製したものをほぼ忠実に示した。ヒータは図６に示したように、２種類の異なる材質および構造からなる部材を用いて作製した。図１０において、低抵抗部２２は直径６ｍｍの銅棒であり、高抵抗部２６は外径６ｍｍ、内径４ｍｍ、半径方向の厚み１ｍｍの非磁性ステンレスＳＵＳ３０４のパイプである。銅棒（低抵抗部２２）とステンレスパイプ（高抵抗部２６）は、金ロウによりロウ付けして接続した。図１０のヒータ２０の左右に破線で囲んで示した部分は加熱庫１０に設置したとき断熱部材３４の溝部３６に挿入される部分である。したがって作製したヒータ２０には図６（ｂ）に示したような冷却部２５は存在しない。また図１０のヒータ２０に黒丸で示したＡ〜Ｄは熱電対を取り付けて温度測定を行った位置である。熱電対はそれぞれの位置にカプトンテープを巻いて取り付けた。カプトンテープの耐熱温度による制限から、温度測定は４００℃以下の範囲で行った。【００４３】
図１１は、図２のように構成した加熱庫１０において、電源回路に１ｋＷの電力を入力したときのヒータ２０の各温度測定位置での温度変化を示したものである。ヒータ２０の温度測定は、図２において、上側のヒータ２０ａでは図１０のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの測定点における温度を測定し、下側のヒータ２０ｂではＡ，Ｂ，Ｃの測定点における温度を測定した。図１１で「給電部」と示したものは、測定点Ａ，Ｂの上昇温度であり、「ヒータ部」と示したのは測定点Ｃ，Ｄの上昇温度である。上側および下側ヒータ２０ａ，２０ｂの給電部２４およびヒータ部２６の各測定点における温度はほぼ同じであるので、図１１においては上側ヒータ２０ａまたは下側ヒータ２０ｂを区別することなくプロットした。【００４４】
図１１から明らかなように、図２に示す加熱調理器１のヒータ２０により加熱調理することができる。ヒータ部２６の温度が各測定点とも同じ温度であることから、ヒータ部２６がヒータ２０にループ状に流れる誘導電流によるジュール熱で発熱していることが分かる。ヒータ部２６の温度上昇は急峻である。これはヒータ部２６がステンレスパイプで構成されているため熱容量が小さいことも一因である。加熱開始後、たとえば２分後の時点において、ヒータ部２６の温度は給電部２４の温度より実質的に高く、ヒータ部２６は、明らかに自らの発熱によるものであり、給電部２４からの伝熱によるものではない。【００４５】
このことからも前掲特許文献３と本発明は、同様に磁性体のコアを使用し、側面から高周波磁束を供給している点で共通するが、明らかに異なる技術に基づくものであることが理解できる。すなわち特許文献３ではヒータとなるオーブン皿の壁面を積極的に磁気回路の一部として誘導加熱しているのに対し、本発明はヒータ２０の給電部２４を積極的には磁気回路の一部とはせず、ヒータ２０の閉ループを磁束すなわち磁気回路と鎖交するようにしている。【００４６】
なお、給電部２４は温度上昇が緩やかではあるが、最終的にはヒータ部２６の温度より高くなっている。その要因は、給電部２４がこれを通過する磁束による渦電流で生じるジュール熱で発熱していることの他、図１０に示すように、給電部２４と接するヒータ部２６の一部も断熱部材３４の溝部３６内に受容されているため、溝部３６内に受容されたヒータ部２６の一部において、温度測定を行ったヒータ部２６の部分（測定点Ｃ，Ｄ）よりも放熱性が悪く、そのヒータ部２６の温度より高温になっていることに起因するものと思われる。したがって、この高温のヒータ部２６の熱が給電部２４に伝熱し、同じく放熱性の悪い給電部２４の温度を高くしているものと考えられる。換言すると、給電部２４の温度を低下させるためには図６（ｂ）に示したように冷却部２５を設けることが有効である。なお、図１１の実験結果で示したヒータ部２６の温度はグリル調理を行うには低いが、加熱庫１０の上壁１２ａおよび前壁も塞いで加熱庫１０内の空気温度が高くなるようにして、入力電力をさらに大きくすればグリル調理に適した温度にすることができることは言うまでもない。【００４７】
なお、図１および図２の加熱調理器１の加熱庫１０において、コイル３０ａ，３０ｂの磁性体３２が設けられていない部分で発生する磁束によって、加熱庫１０の側壁１４ａ，１４ｂが鉄板などの金属である場合、側壁１４ａ，１４ｂも誘導加熱されるが、これにより加熱庫１０の内部の空気温度を効率良く上昇させることができる。【００４８】
以上のように、本発明の加熱調理器１によれば、加熱庫１０の側壁１４ａ，１４ｂに誘導加熱手段を設け、電気的な閉ループを形成するヒータ２０ａ，２０ｂを加熱庫１０の内部に着脱可能に配置し、側壁１４ａ，１４ｂから高周波磁束を供給してヒータ２０ａ，２０ｂに誘導電流を流し、誘導電流によりヒータ２０ａ，２０ｂの全体を加熱するようにしたので、加熱庫１０の清掃性が向上するとともに、下側ヒータ２０ｂの下方に金属製の脂受け皿３８を、下側ヒータ２０ｂから十分離して配置することができる。【００４９】
なお、必ずしも２つの上側および下側のヒータ２０ａ，２０ｂを加熱庫１０内に配設する必要はなく、用途に応じて上側ヒータ２０ａまたは下側ヒータ２０ｂのいずれか一方だけを配置してもよい。その場合、本実施の形態に係る平面状に捲回されたコイル３０であっても、上側ヒータ２０ａまたは下側ヒータ２０ｂに隣接するように単一の誘導加熱手段を設ければよい。以下の実施の形態においても同様である。【００５０】
実施の形態２．
図１２は、本発明に係る実施の形態２の加熱調理器１を示す断面図である。図１３は、図１２の主要部について示した斜視図である。実施の形態２の加熱調理器１は、加熱庫１０の一方の側壁１４のみに配置されたコイルを用いて、電気的な閉ループを構成するヒータ２０に高周波磁束を供給する点を除いて、実施の形態１の加熱調理器１と同様の構成を有するので、その他の構成部品に関連する詳細な説明を省略する。なお図中、同一構成部品については同一の符号を用いて示す。【００５１】
実施の形態２の加熱調理器１を示す図１２および図１３と、実施の形態１の加熱調理器１を示す図１および図２とを比較すれば明らかであるように、実施の形態２の加熱調理器１の加熱庫１０は、実施の形態１の加熱調理器１の加熱庫１０の誘導加熱手段を１組のみ有する。これは本発明の加熱調理器１のヒータの加熱原理が、高周波磁束と電気的な閉ループを構成するヒータを鎖交させることにより、ヒータの閉ループに電磁誘導により誘導電流を流すことによるものであることから容易に理解できる。したがって、本実施の形態では誘導加熱手段であるコイルおよびその周囲の構成が１組の場合について述べるが、実施の形態１に示したように２組であってもよく、また３組あるいはそれ以上であってもよいことを意味する。また実施の形態１で有効であると述べたことは実施の形態２の加熱調理器１に適用しても当然有効である。【００５２】
図１２において加熱庫１０のコイル３０を設けていない側壁１４ｂには、ヒータ２０ａ，２０ｂを保持するための溝部３９が設けられる。側壁１４ｂは鉄などの金属材料で構成されるものであってもよいが、金属材料である場合にはヒータ２０ａ，２０ｂと電気的に絶縁するために、側壁１４ｂまたはヒータ２０ａ，２０ｂの少なくとも一方に絶縁材料からなるコーティングを施す必要がある。一般に、加熱庫１０の内壁面およびヒータ２０ａ，２０ｂに防汚効果、保護効果、遠赤外線効果などを得るためのコーティングが為されるから、これらのコーティングにより電気的絶縁を行ってもよい。【００５３】
次に実験結果を示す。図１４は図１３に示す加熱庫１０におけるヒータ２０の温度上昇を示したものである。実施の形態２の実験条件は、単一の誘導加熱手段を用いて加熱した点を除き、実施の形態１で説明したものと同様である。入力電力は５００Ｗである。図１４のグラフから分かるように、給電部２４の温度上昇がヒータ部２６の温度上昇に比べ大きくなっている。なお図１４に示す実験結果では、上側ヒータ２０ａおよび下側ヒータ２０ｂの温度上昇が異なったため、それぞれのヒータ２０ａ，２０ｂを個別にプロットした。上側ヒータ２０ａおよび下側ヒータ２０ｂの温度上昇が異なった理由は、上側ヒータ２０ａおよび下側ヒータ２０ｂのそれぞれの誘導加熱手段の部分での位置関係が同じになっておらず、一方に電力が入りやすくなっていたためと考えられる。ヒータ部２６の温度上昇は約６分経過後に飽和しているが、給電部２４の温度は上昇し続けている。したがって、ヒータ部２６の温度上昇は給電部２４からの伝熱によるものではなく、自らの発熱によるものであると考えられる。【００５４】
実施の形態１および２の加熱調理器１を示す図１１および図１４を比較すると、実施の形態２の図１４において、給電部２４の温度上昇がヒータ部２６の温度上昇より明らかに大きくなっている。その理由は以下のように考えられる。すなわち、ヒータ部２６の温度は入力電力に依存するところ、図１１の実施の形態１においては１ｋＷの電力が入力されたのに対し、図１４の実施の形態２においては５００Ｗの電力が入力されたのであるから、ヒータ部２６の発熱量が半分になり、それに伴い温度上昇も小さくなった。一方、給電部２４は実施の形態１および２のいずれの場合も、１つの誘導加熱手段が担当する電力は５００Ｗであるので、１つの給電部２４において高周波磁束が給電部２４を通過することによって、給電部２４に発生する渦電流による発熱量は図１１の場合であっても図１４の場合であっても同等と考えられる。そのため図１４の場合は入力電力が半分であるにも関わらず、図１１の場合と同じように給電部２４の温度が上昇したと考えられる。したがって、本実施の形態で示すように誘導加熱手段であるコイル３０とその周囲の構成を１組とする場合は、給電部２４が負担する電力が大きくなるので、実施の形態１で示したように磁性体をＣ字状にするなどして、ヒータ２０を通過して鎖交する磁束の割合を減少し、ヒータ２０を通過せずに鎖交する磁束の割合を増加することが有効である。
これにより、ヒータ２０に給電部２４を１つしか設けない場合であっても、給電部２４の温度上昇を低減するとともに、ヒータ部２６の温度上昇を増大させることができる。給電部２４が１つしか設けられない場合、誘導加熱手段であるコイル３０とその周囲の構成が１組しか必要としないので、低コスト化が図れるといったメリットを有するとともに、誘導加熱手段を加熱庫１０の側壁１４に配置するだけではなく、図１５に示す加熱庫１０の前壁１６や後壁１８に配置することもできるので、加熱調理器１の構造上の自由度が上がるといったメリットもある。図１５は、誘導加熱手段を後壁１８に配置した加熱調理器１を示す断面図である。磁性体３２の断面形状をＣ字状にしてヒータ２０ａ，２０ｂの給電部２４の温度上昇が小さくなるように構成されている。また前壁１６は、筐体（加熱庫１０）の開閉自在な前壁１６であり、調理中の内部を観察できるように一部がガラスで構成された前扉１７を有する。後壁１８に配置したヒータ２０の加熱動作原理は、上記実施の形態で説明したような誘導加熱手段を側壁１４に配置したヒータ２０と同様である。【００５５】
なお、本実施の形態で示した実験では誘導加熱手段が１組しか設けられないにも関わらず、ヒータ２０は、図６および図１０に示すものと同様、左右に２つの低抵抗部２２を有するものを用いた。このように構成することにより、ユーザはヒータ２０の向きを意識することなく、ヒータ２０を加熱庫１０内に容易に設置することができるので、ユーザの煩雑な設置作業を解消または緩和し、設置の向きの間違い（設置方向の錯誤）による誤動作を防ぐことができる。【００５６】
図１６は、ヒータ２０の給電部２４を１ヶ所に設けた場合と、２ヶ所に設けた場合のヒータ２０の給電部２４の温度上昇を比較して示した図である。
図１６の横軸は磁性体３２の長さを示し、磁性体３２の長さが６０ｍｍのときの給電部２４を１ヶ所に設けた場合の温度上昇値は、図１４の実験結果から読み取ったものであり、同様に磁性体３２の長さが６０ｍｍのときの給電部２４を２ヶ所に設けた場合の温度上昇値は、図１１の実験結果か読み取ったものである。すなわち実験に用いた加熱庫の構造などの条件は、上記実施の形態１および本実施の形態２で述べたとおりである。図１６の縦軸は電力を入力してから３０秒後の給電部２４の温度上昇を、磁性体３２の長さが６０ｍｍで給電部２４を１ヶ所に設けた場合の温度上昇を１００として、すなわち相対値として示したものである。入力電力は、給電部２４を１ヶ所に設けた場合には５００Ｗ、給電部２４を２ヶ所に設けた場合には１ｋＷである。すなわち給電部２４の１ヶ所あたり５００Ｗを担当している。また電力を入力してから３０秒後の温度上昇を読み取った理由は、放熱の影響をできるだけ小さくするために、給電部２４があまり高温になっていない時点で比較するためである。またヒータ２０は上側と下側の２個あり、給電部２４を２ヶ所に設けたときは１個のヒータ２０に２ヶ所に給電部２４を有するが、図１６の温度上昇値はこれらの各給電部２４の値を平均したものである。【００５７】
図１６から分かるように、給電部２４を２ヶ所に設けた場合の方が、給電部２４を１ヶ所に設けた場合よりも給電部２４の温度上昇が小さい。また磁性体３２がより長いほど、給電部２４の温度上昇はより小さくなるが、磁性体３２の長さには比例せず、図１６の実験結果では、磁性体３２の長さが１２０ｍｍ以上でほぼ飽和している。一方、給電部２４を１ヶ所に設けたときに磁性体３２の長さが１２０ｍｍである場合と、給電部２４を２ヶ所に設けたときに磁性体３２の長さが６０ｍｍである場合とは、給電部２４の温度上昇がほぼ等しくなっている。しかし、これは加熱調理器１にたとえば１ｋＷの電力を入力する場合、給電部２４を２ヶ所に設けたときは、１ヶ所あたりの給電部２４が５００Ｗを担当するので、給電部２４の温度上昇は図１６に示した通りになるが、給電部２４を１ヶ所に設けたときは１ヶ所あたりの給電部２４が１ｋＷを担当しなければならず、給電部２４の温度上昇は図１６に示した値の２倍になることを意味する。【００５８】
すなわち磁性体３２の長さの合計が同じであっても、給電部２４を１ヶ所に設けた場合よりも２ヶ所に設けた場合の方が有利であると言える。これは、ヒータ２０にとっては、給電部２４は電源であり、電源の数が多い方が誘導電流を流すのに有利なためであると考えられる。当然のことながら、磁性体３２の断面形状をコ字状ではなく、Ｃ字状にするなどにより給電部２４の温度上昇は低下するが、その場合であっても給電部２４の数が多い方が給電部２４の温度上昇を小さくするのに有利である。しかし、給電部２４が加熱庫１０の後壁１８や前壁１６を含む側壁１４のいずれかにのみあるというのは、構造がシンプルであり、構造上の自由度が大きくなるという点、さらには低コスト化の点でも有利である。【００５９】
図１７はヒータ２０に給電部を２ヶ所に設け、誘導加熱手段が加熱庫１０の後壁１８にある加熱調理器１を示す斜視図である。図１７は図２と同様に主要部のみを示したものであり、さらに分かりやすくするために断熱部材３４も省略して示した。したがって加熱庫１０として当然必要な側壁１４などの図１に図示したものは、図１７に示す加熱庫１０も同様に有する。ヒータ２０ａ，２０ｂはそれぞれ加熱庫の後壁１８に隣接して給電部２４を２ヶ所に有する。コイル３０は加熱庫１０の後壁１８に隣接して、その外部に１つ設けられ、コイル３０の合計４箇所にコ字状の磁性体３２が設けられる。同様に、磁性体３２の断面形状はＣ字状であってもよい。【００６０】
コイル３０に高周波電流を流すと、高周波磁束が発生し、それぞれの磁性体３２を有する部分を通じて磁束はヒータ２０ａ、ヒータ２０ｂと鎖交し、ヒータ２０ａ，２０ｂに電磁誘導により誘導電流が流れる。ヒータ２０ａ、ヒータ２０ｂはそれぞれ給電部２４が２ヶ所あるので、加熱庫１０の後壁１８のみからの給電でありながら、給電部２４の温度を低くして、ヒータ部２６の温度を高温にすることができる。【００６１】
実施の形態３．
図１８は、本発明に係る実施の形態３の加熱調理器１を示す断面図である。図１９は、図１８の主要部について示した斜視図である。実施の形態３の加熱調理器１は、磁性体３２の周囲に導線を螺旋状に捲回して構成されたコイル３０を用いて、電気的な閉ループを構成するヒータ２０に高周波磁束を供給する点を除いて、実施の形態１の加熱調理器１と同様の構成を有するので、その他の構成部品に関連する詳細な説明を省略する。なお図中、同一構成部品については同一の符号を用いて示す。【００６２】
図１８および図１９においてコイル３０ａ〜３０ｄは、コ字状の断面形状を有する磁性体３２の一辺（基部）の周囲にリッツ線などの導線を螺旋状に巻いて形成されている。なお、図１９ではコイル３０ａ、３０ｃのみが図示されているが、コイル３０ｂ、コイル３０ｄは隠れているため図示されていないが、図１８に示すように存在している。コイル３０ａ〜３０ｄはそれぞれ独立した電源回路（図示せず）により高周波電流を供給してもよい。また、コイル３０ａおよびコイル３０ｃを１組、コイル３０ｂおよびコイル３０ｄを別の１組として並列あるいは直列に接続して２個の電源回路により高周波電流を流してもよいし、あるいはコイル３０ａおよびコイル３０ｂを１組、コイル３０ｃおよびコイル３０ｄを別の１組として並列あるいは直列に接続して２個の電源回路により高周波電流を流してもよい。さらには４個すべてのコイル３０ａ〜３０ｄを並列あるいは直列、さらには並列と直列の組み合わせにより接続して１個の電源回路により高周波電流を流してもよい。【００６３】
各コイル３０ａ〜３０ｄは、ヒータ２０ａ，２０ｂには実施の形態１の図４に示すような方向に誘導電流が流れるように接続することが好ましい。また各コイル３０ａ〜３０ｄに個別の電源回路から高周波電流を供給する場合や、コイル３０ａとコイル３０ｂを１組、コイル３０ｃとコイル３０ｄを別の１組として並列あるいは直列に接続して２個の電源回路により高周波電流を供給する場合には、上側ヒータ２０ａおよび下側ヒータ２０ｂをそれぞれ個別に加熱制御することができるので、たとえば上側ヒータ２０ａおよび下側ヒータ２０ｂの加熱温度を調整し、あるいは調理の目的に合わせて一方のヒータ２０のみ加熱することもできる。【００６４】
図２０および図２１は本実施の形態３のコイル３０によって発生する磁束の様子を示したものである。図２０は磁性体３２がコ字状の断面形状を有するときの断面図であり、図２１はＣ字状の断面形状を有するときの断面図である。
図から分かるように磁束φ１，φ２は、上記実施の形態１および２に示したコイル３０と同様に発生する。したがって、本実施の形態３のコイル３０を上記実施の形態１および２に説明したコイル３０と置き換えて使用することが可能であり、上記実施の形態１および２で述べたことは本実施の形態３のコイル３０を用いた場合であっても同様に適用される。また図２２に示すようにコイル３０は磁性体３２の図２０や図２１とは異なる辺（基部４０の両端から垂直に延びる一対の側部４２）に巻いたものであってもよい。【００６５】
実施の形態４．
図２３は、本発明に係る実施の形態４の加熱調理器１を示す断面図である。図２４は、図２３の主要部について示した斜視図である。実施の形態４の加熱調理器１は、隣接する２つの磁性体３２の周囲に導線を螺旋状に捲回して構成されたコイル３０を用いて、電気的な閉ループを構成するヒータ２０に高周波磁束を供給する点を除いて、実施の形態１の加熱調理器１と同様の構成を有するので、その他の構成部品に関連する詳細な説明を省略する。なお図中、同一構成部品については同一の符号を用いて示す。【００６６】
図２３および図２４において、加熱庫１０の側壁１４にコ字状の断面形状を有する磁性体３２が、実施の形態１と同様に４つ設けられており、コイル３０ａおよび３０ｂはそれぞれ加熱庫１０の右側および左側に設けた２つの磁性体３２の互いに対向した側部４２をリッツ線などの導線を螺旋状に巻いて形成されている。すなわち実施の形態４の導線は、加熱庫１０の一方の側壁１４に配設された隣接する２つの磁性体３２の側部４２に螺旋状に捲回されている。このように形成されたコイル３０ａおよび３０ｂに高周波電流を流すと、上記実施の形態で示したように磁束が発生し、磁束は電気的な閉ループを構成するヒータ２０ａ，２０ｂと鎖交して、ヒータ２０ａ，２０ｂに誘導電流を流し、これを加熱する。なお、図２３および図２４では、コ字状の断面形状を有する磁性体３２について示したが、Ｃ字状など他の断面形状を有する磁性体３２を用いてもよい。【００６７】
また図２５は、隣接する２つのコ字状の磁性体３２を一体に形成したＥ字状の磁性体３２を用いた加熱調理器１の断面図を示す図である。すなわち図２５の磁性体３２は、基部４０と、基部４０の両端および中央から垂直に延びる一対の側部４２ａ，４２ｂおよび芯部４２ｃとを有する。また、図２５の磁性体３２は、側部４２ａ，４２ｂと芯部４２ｃの間に２つの溝部（開口部）３６ａ，３６ｂを有し、それぞれの溝部３６ａ，３６ｂにヒータ２０ａ，２０ｂが挿入されている。【００６８】
このように実施の形態４のＥ字状の磁性体３２は、コ字状の磁性体２個を重ね合わせたものとみなすことができるから、図２５に示す加熱調理器１と図２３に示す加熱調理器１とは実質的に同一のものである。すなわちＥ字状の磁性体３２は、コ字状の磁性体２個を一体としたものであり、コ字状の磁性体３２として扱うことができる。したがってＥ字状の磁性体３２を用いた場合であっても、Ｅ字の上半分および下半分をＣ字状のようにするなど、他の実施の形態に示す他の断面形状の要素を組み合わせた形状であってもよい。また実施の形態１の平面状コイルの場合であっても、図２５に示したようなＥ字状の磁性体３２を使用することも可能である。【００６９】
実施の形態５．
図２６は、本発明に係る実施の形態５の加熱調理器１を示す断面図である。また図２７および図２８は、実施の形態５の誘導加熱手段の斜視図および断面図である。実施の形態５の加熱調理器１は、ヒータ２０の周囲全体を包囲可能な磁性体３２有する点を除いて、実施の形態２の加熱調理器１と同様の構成を有するので、その他の構成部品に関連する詳細な説明を省略する。なお図中、同一構成部品については同一の符号を用いて示す。【００７０】
上記実施の形態１〜４においては、加熱調理器１は、ヒータ２０と磁束を鎖交させるために、コ字状あるいはＣ字状の断面形状を有する磁性体３２を有するものとし、ヒータ２０と鎖交する磁束には、ヒータ２０を通過せずに鎖交する磁束φ１と、ヒータ２０を通過して鎖交する磁束φ２とがあり、ヒータ２０を通過せずに鎖交する磁束φ１の方がヒータ２０の給電部２４に渦電流による発熱を生じさせないので好ましいことを説明した。本実施の形態５ではヒータ２０を通過せずに鎖交する磁束を最も多くすることができる加熱調理器１について説明する【００７１】
図２６は、実施の形態２の図１５に示した加熱調理器１と同様、加熱庫１０の後壁１８に設けた誘導加熱手段を有する加熱調理器１を図示するが、他の実施の形態に示したように加熱庫１０の左右側壁１４の一方あるいは両方に設けたものであってもよい。またコイル３０は、磁性体３２にリッツ線などの導線を螺旋状に巻いた場合について示したが、実施の形態１および２に示したように導線を平面状に巻いたコイルであってもよい。図２６の加熱調理器１は誘導加熱手段であるコイル３０ａ、３０ｃとその周囲の構造が、図１５の加熱調理器１とは異なるが、他の部分は同様である。【００７２】
コイル３０ａ、３０ｃは、断面形状が開口部３６のないＯ字状の磁性体３２の一部に導線を螺旋状に巻いて形成している。そしてＯ字状の磁性体３２の内側は断熱部材３４が設けられ、磁性体３２およびコイル３０ａ，３０ｃが高温にさらされることがないようになっている。またＯ字状の磁性体３２の外側で加熱庫１０の内壁面に相当する部分には断熱部材４５が設けられ、磁性体３２が加熱庫１０内の高温の空気から断熱されるようになっている。Ｏ字状の磁性体３２の内側の断熱部材３４の内側には、ヒータ２０ａ，２０ｂの給電部２４を収納するための溝部３６が形成されている。そしてＯ字状の磁性体３２およびその内側と外側の断熱部材３４の一部は、分離されて平行移動可能な可動部５２を構成している。【００７３】
すなわち実施の形態５の誘導加熱手段は、図２７および図２８に示すように、加熱庫１０に固定された固定部５０と、固定部５０に対してスライド移動可能に配置された可動部５２とを有する。固定部５０は、コイル３０と、コ字状の磁性体３２と、ヒータ２０の給電部２４を収容する溝部３６を含む断熱部材３４とを有する。一方、可動部５２は、固定部５０のコ字状の磁性体３２と協働して連続した閉磁路φ１を形成する磁性体３２と、断熱部材４５とを有する。すなわち、可動部５２が閉口位置にスライド移動したとき、可動部５２の磁性体３２および固定部５０のコ字状の磁性体３２が一体となって連続した閉磁路φ１を形成する。【００７４】
図２６（ａ）は、可動部５２が閉じた位置にあり、ヒータ２０ａ，２０ｂに誘導電流を流して加熱するときの状態を示したものである。また図２６（ｂ）は、可動部５２が開いた位置にあり、ヒータ２０ａ，２０ｂが着脱可能である状態を示す。可動部５２は手動あるいは図示しない機械式機構により自動で作動させてもよい。【００７５】
図２７は、固定部５０および可動部５２を含む誘導加熱手段の具体的構成を示す斜視図である。図２７は下側ヒータ２０ｂのための誘導加熱手段を示すが、上側ヒータ２０ａのための誘導加熱手段も同様の構造を用いることができる。図中、ヒータ２０ｂの給電部２４を中心に示すが、他の実施の形態で上述したように、ヒータ２０ｂは電気的な閉ループを構成するものである。図２７は、固定部５０に対して開いた位置にある可動部５２を示したものである。図２７に示すように、固定部５０にある磁性体３２は、その周囲が断熱部材３４に覆われており、可動部５２に対向する部分、および図示されていない可動部５２の裏側の一部のみ磁性体３２が露出している。なお磁性体３２が露出する部分は、薄い保護部材などにより覆ってもよい。断熱部材３４の内側の溝部３６は箱状になっており、可動部５２を閉じると、ヒータ取り出し口５４以外の部分においては、加熱庫１０の内部は完全に閉ざされるようになっている。ヒータ取り出し口５４は可動部５２を閉じたとき、その形状がヒータ２０の断面形状と一致するように構成され、ヒータ２０の給電部２４を溝部３６に収納して取り付けて可動部５２を閉じると、加熱庫１０内の空気と溝部３６内の空気とが交流しないように構成されている。しかし、ヒータ取り出し口５４とヒータ２０との間に隙間が存在し、加熱庫１０内の高温の空気が溝部３６の方に流入する虞がある場合は、溝部３６の内部に加熱庫１０の外部から空気を送る送風手段を設け、溝部３６の内部を冷却してもよいし、送風手段により溝部３６の内部の気圧を加熱庫１０内の気圧より高くして、加熱庫１０内の高温の空気が溝部３６に流入しないようにしてもよい。このような構造により、ヒータ２０を着脱可能で、Ｏ字状の断面形状を有する磁性体３２を実現することができる。【００７６】
図２８は、断面形状がＯ字状の磁性体３２を用いた場合の磁束の様子を示したもので、図２６（ａ）に示す加熱調理器１の下側ヒータ２０ｂの誘導加熱手段の周囲を拡大して示したものである。図２８に示すように、コイル３０ｃに高周波電流を流したときに発生する磁束φ１のほとんどがＯ字状の磁性体３２を通る。したがって、ほとんどの磁束がヒータ２０ｂを通過せずにヒータ２０ｂと鎖交する磁束φ１となる。その結果、ヒータ２０ｂは、その給電部２４に渦電流による発熱が生じることなく、磁束φ１による電磁誘導により誘導電流が流れ、渦電流ではなく、誘導電流が流れることによるジュール熱で高温に加熱される。【００７７】
なお、本実施の形態５では断面形状がＯ字状の磁性体を用いてヒータ２０を着脱可能にした場合について述べたが、着脱可能とはせずに加熱庫１０の内部に固定される場合であってもメリットがある。すなわち電気的な閉ループを構成するヒータ２０の給電部２４を加熱庫１０の外側に導き、加熱庫１０の外側でＯ字状の磁性体３２を用いた誘導加熱手段により電力を供給してヒータ２０に誘導電流を流してヒータ２０を加熱する。この場合、加熱庫１０内から見た構造は、周知のＩＨクッキングヒータで広く用いられているシーズヒータと同じである。しかしシーズヒータは、ステンレスなどの金属パイプ内部に電熱線と電熱線の周囲にセラミックスを有しており構造が複雑である。また、従来のシーズヒータにおいては、金属パイプ内部に電熱線を有しているため、棒状のシーズヒータを曲げて好みの形状を作製しようとしても曲げ半径などに制限があり、曲げ回数が増加するとコスト高になる。さらに、シーズヒータは金属パイプの内部にセラミックスが詰まっているため熱容量が大きく温度上昇に時間がかかる。しかし本発明のヒータ２０は、たとえばステンレスのパイプで作製することができるので、曲げ半径の制限もシーズヒータより緩やかであり、曲げ回数が増加してもシーズヒータよりはるかに安価に製造できる。またパイプであれば熱容量が小さいので、シーズヒータより早く温度を上昇させることができる。以上のように、シーズヒータに対する本発明に係るヒータ２０のメリットは、上記他の実施の形態に示したコ字状またはＣ字状の磁性体３２を用いた場合でも同様であるが、ヒータ２０を着脱自在とせずに加熱庫１０に固定して使用する場合には、実施の形態５に係るＯ字状断面を有する磁性体３２を用いることにより、給電部２４が渦電流により発熱することを極力抑えることができる。
なお、本本実施の形態ではコイルは磁性体３２の一部に導線を螺旋状に巻いて形成した場合について示したが、実施の形態１あるいは実施の形態４に示したようなコイルであってもよい。【００７８】
実施の形態６．
図２９は、本発明に係る実施の形態６の加熱調理器１を示す断面図である。図３０は、図２９の主要部について示した斜視図である。実施の形態６の加熱調理器１は、ヒータ２０ａ，２０ｂが加熱調理器１の加熱庫１０の側壁１４に沿って設けられ、食材を側方から加熱できる点を除いて、実施の形態１の加熱調理器１と同様の構成を有するので、その他の構成部品に関連する詳細な説明を省略する。なお図中、同一構成部品については同一の符号を用いて示す。【００７９】
上記実施の形態１〜５ではヒータ２０が加熱庫１０内にほぼ水平に設置され、食材を上下から加熱する加熱調理器１について示したが、本実施の形態６では他の形態のヒータ２０を有する加熱調理器１について以下説明する。なお本実施の形態においても加熱の原理は、上記実施の形態で説明したものと同じであり、誘導加熱手段の形態は上記各実施の形態で述べたものを用いることができる。【００８０】
また図３１は、実施の形態６の変形例によるヒータ２０を有する加熱調理器１の主要部を示す斜視図である。図３１において、ヒータ２０ａ〜２０ｄは中実銅棒などの低抵抗の金属部材により形成された給電部２４と、タングステンなどの高融点材料を薄板状などの高抵抗を有する形状に成形したヒータ部２８とからなる。ヒータ部２８は、合成石英または透光性セラミックスなどからなる気密容器５６の内側に収納され、気密容器５６の内部にはアルゴンなどの不活性ガスが充填されている。上記実施の形態と同様、コイル３０に高周波電流を流すと電磁誘導によりヒータ２０ａ〜２０ｄに誘導電流が流れ、ヒータ部２８が加熱される。ヒータ部２８は、高融点材料により形成されており、気密容器５６の内部に不活性ガスが充填されているので、１０００〜２０００℃の高温に加熱することができ、ヒータ部２８から多くの近赤外線や遠赤外線が放射される。すなわちハロゲンランプなどの電球と同様に発光、発熱し、赤外線を多く放射する。この赤外線による輻射加熱により食材がグリル調理される。【００８１】
図３２は、実施の形態６のさらに別の変形例によるヒータを有する加熱調理器１の主要部を示す斜視図である。図３２において、上側ヒータ２０ａ，２０ｂは図３１に示したものと同一である。下側ヒータ５８は、厚さ２ｍｍ程度のステンレス等の金属板に図３２に示すような切込み５９が設けられている。切込み５９は、電気的に絶縁が保たれる程度の幅であってよい。【００８２】
図３２のような構成の加熱調理器１は、たとえばハンバーグの調理などに適している。すなわち下側ヒータ５８の上にハンバーグなどの食材を載せて、各コイル３０ａ，３０ｂに高周波電流を流して、各ヒータ２０ａ，２０ｂ、５８を加熱する。下側ヒータ５８は、たとえば、２００℃程度に加熱されハンバーグ等の食材をフライパン加熱する。ハンバーグ等の食材から出る脂は下側ヒータ５８に設けた切込み５９から下方に落ち、下側ヒータ５８の下方に設けられた図示していない脂受け皿で受けられる。一方、上側ヒータ２０ａ，２０ｂは上述のように赤外線を放射し、ハンバーグ等の食材を輻射加熱する。【００８３】
また下側ヒータ５８は、図３３および図３４に示すように、その高抵抗部の上面および下面を金属またはセラミックスなどの絶縁物からなるクラッド部材１７５で覆って、切込み５９が露出しないプレート状の構造としてもよい。ここで図３３は切込み５９が露出しないプレート状の下側ヒータ５８の全体的な斜視図であり、図３４はその断面図である。すなわち下側ヒータ５８は、切込み５９を設けた金属板に金属またはセラミックスなどの絶縁物からなるクラッド部材１７５で覆う（挟持または包囲する）ことにより形成することができる。ただし、金属製のクラッド部材１７５を用いる場合には、下側ヒータ５８とクラッド部材１７５との間に絶縁物を配置して、電気的に絶縁する必要がある。【００８４】
さらに、図３５は実施の形態６のさらに別の変形例によるヒータ２０を有する加熱調理器１の主要部を示す斜視図である。図３５に示すヒータ２０は、箱型密閉容器７０の蓋部７２および容器部７４の内部に形成されている。箱型密閉容器７０はいわゆるオーブンあるいは釜であり、蓋部７２と容器部７４を加熱することにより、箱型密閉容器７０の内部に入れた食材をオーブン調理や釜調理する。【００８５】
図３６は、容器部７４の内部に形成されるヒータ２０の展開図であり、破線で示した部分で折り曲げると容器部７４の内部に形成される形状となる。蓋部７２のヒータ２０についても同様である。ヒータ２０は低抵抗部２２と高抵抗部２６からなり、低抵抗部２２は上記実施の形態に示したように銅棒などで構成され給電部および冷却部を含む。高抵抗部２６は、ステンレスまたはアルミニウムなどの金属板を図３５のような形状に加工して得られる。図３７は箱型密閉容器７０の断面図である。図３７に示す蓋部７２および容器部７４は、セラミックスなどの絶縁物で形成された蓋部本体７３および容器部本体７５と、これらの内部に配設された図３５に示したようなヒータ２０の高抵抗部２６とを有する。【００８６】
蓋部本体７３および容器部本体７５は、ステンレスまたはアルミニウムなどの金属で形成してもよいが、その場合には、高抵抗部２６と電気的に絶縁する必要があるので、セラミックスシートなどの耐熱性絶縁物（図示せず）を高抵抗部２６と蓋部本体７３および容器部本体７５との間に挟んだ後、ヒータ２０の高抵抗部２６を蓋部７２および容器部７４の内部に配設する必要がある。たとえば、蓋部本体７３および容器部本体７５をアルミニウムで形成する場合には、アルミニウムを陽極酸化処理（アルマイト処理）することで、アルミニウム表面にアルミナ（酸化アルミニウム）層を形成できるので、別途耐熱性絶縁物を必要とせず、安価に製造することができる。図３５に示す加熱調理器１のコイル３０に高周波電流を流すと箱型密閉容器７０の蓋部本体７３および容器部本体７５の内部に配置されたヒータ２０に誘導電流が流れて発熱し、箱型密閉容器７０内に収容された食材が加熱調理される。なお、オーブン調理であっても加熱温度は３００℃以下程度、すなわちアルミニウムの融点以下であるから、上記のように蓋部７２および容器部７４をアルミニウムにより安価に製造することができる。【００８７】
図３８は、実施の形態６のさらに別の変形例によるヒータを有する加熱調理器１の主要部を示す斜視図である。図３８において、上側ヒータ２０は図２に示したものと同一であり、下側ヒータ５８は図３２に示したものと同一である。上側ヒータ２０は、通常、食材から離間して加熱するので、高抵抗部をパイプ（中空棒）で作製したものが好ましい。一方、下側ヒータ５８は、食材を載置して（接触した状態で）加熱する場合、均一な加熱を実現するために表面積の大きい金属板で高抵抗部を形成したものが好適である。このように上側ヒータおよび下側ヒータは、互いに異なる形態（形状、寸法、配置位置）を有するヒータであってもよく、着脱可能としたことから、ユーザは加熱調理すべき食材に適切なものを選択して使用することができる。【００８８】
図３９は、実施の形態６のさらに別の変形例による加熱調理器１を示す断面図である。実施の形態３の図１８に示す加熱調理器１において、コイル３０ａ，３０ｂは側壁１４ａ，１４ｂに配設されているのに対し、図３９に示す加熱調理器１は、そのコイル３０ａ，３０ｂが上壁１２ａおよび下壁１２ｂに設けられている点が異なり、その他の構成および動作は実施の形態３と同様である。
換言すると、これまで説明した各実施の形態において、コイル３０を含む誘導加熱手段が加熱庫１０の側壁１４ａ，１４ｂに設けた場合について説明したが、図３９のように誘導加熱手段が加熱庫１０の上壁１２ａおよび下壁１２ｂに設けても本発明を適用することができる。なお、繰り返しになるが、当然のことながら前壁および後壁に設けてもよく、側壁には左右の側壁だけでなく前壁、後壁も含まれると解すべきである。【００８９】
以上のように本発明の加熱調理器１にあっては、加熱庫１０内のヒータ２０を着脱可能としたので、清掃性が向上するだけでなく、調理の目的に合わせてさまざまな形態のヒータ２０を用いることができるので、多機能な加熱調理器１を実現することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年1月5日(2012.1.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
箱状の加熱庫と、
前記加熱庫の内部に配置された電気的に閉じた導電体からなるヒータと、
前記加熱庫の外部に配置されたコイルと、
前記コイルに高周波電流を供給する電源回路と、
前記コイルから生じる高周波磁束が前記ヒータと鎖交するように配置された磁性体とを備え、
前記磁性体は開口部を有し、前記開口部に前記ヒータの一部が挿入されることを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
コイルおよび磁性体は、加熱庫を構成する壁部に沿って配置され、
前記コイルから生じた高周波磁束により、ヒータに誘導電流が流れることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
コイルは、導線を平面上に捲回して構成され、
磁性体は、同一方向に電流が流れる複数の導線を包囲することを特徴とする請求項１または２に記載の加熱装置。
【請求項４】
コイルは、導線を磁性体の少なくとも一部の周囲に螺旋状に捲回して構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の加熱装置。
【請求項５】
磁性体は、コ字状の断面を有し、
ヒータの一部が前記コ字状の開口部内に挿入されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の加熱装置。
【請求項６】
磁性体は、Ｃ字状の断面を有し、
ヒータの一部が前記Ｃ字状の開口部内に挿入されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の加熱装置。
【請求項７】
ヒータは、給電部を有し、
磁性体は、前記給電部の全体を包囲することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の加熱装置。
【請求項８】
ヒータは、低抵抗部および高抵抗部からなり、
コイルから生じる高周波磁束は、前記低抵抗部と鎖交することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１に記載の加熱装置。
【請求項９】
低抵抗部および高抵抗部は、それぞれ中実および中空の金属で形成されることを特徴とする請求項８に記載の加熱装置。
【請求項１０】
高抵抗部は、切り込みが設けられた金属板であることを特徴とする請求項８に記載の加熱装置。
【請求項１１】
ヒータは、高抵抗部を内設するプレート状部材を有することを特徴とする請求項１０に記載の加熱装置。
【請求項１２】
高抵抗部を内設する箱形容器を有することを特徴とする請求項１０に記載の加熱装置。
【請求項１３】
低抵抗部は、加熱庫内の空気に曝される冷却部を有することを特徴とする請求項８または９に記載の加熱装置。
【請求項１４】
加熱庫は、金属材料で構成され、加熱庫の内壁またはヒータの少なくとも一方に絶縁材料からなるコーティングが形成されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１に記載の加熱装置。
【請求項１５】
ヒータは加熱庫に対し着脱可能であることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１に記載の加熱装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
ＩＨクッキングヒータの加熱庫は、一般に、加熱庫内の上方と下方にシーズヒータやラジエントヒータなどの電気ヒータ（抵抗体に電流が流れたときのジュール熱により発熱するので「抵抗式ヒータ」ともいう。）が設けられ、電気ヒータの給電端子は加熱庫の外部に設けられた電源と電気的に接続され、電源から電気ヒータに電力が供給されて電気ヒータは加熱される。そして電気ヒータに供給された電力は、電気ヒータで熱エネルギに変換され、その熱エネルギにより加熱庫内部の食品が直接的に、高温に加熱された空気を介して食品が加熱調理される。このような構成の加熱調理器は、ＩＨクッキングヒータに限らず、オーブントースタやオーブンレンジなども同様の構成をしていることが多い。
このような電気ヒータを用いた加熱調理器の構成は簡便ではあるが、電気ヒータが加熱庫内に固定されているため、調理後の清掃を困難にし、清掃性に改善の余地があった。すなわちＩＨクッキングヒータに限らずオーブンレンジなどの他の任意の形態の加熱調理器においても、清掃性の改善に対する要求は高い。これは食品を扱う調理器にとっては本質的な要求である。
そこで食品の加熱源となる金属を非接触式に誘導加熱するオーブンあるいはオーブンレンジがこれまでにも提案されており、加熱源が加熱庫に対して着脱可能なものも知られている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
加熱により食材から生じる脂は、下側ヒータ２０ｂより下方に設置された脂受け皿３８によって受容される。本発明の加熱調理器１は、下側ヒータ２０ｂに誘導電流を流してジュール熱により加熱するものであり、前掲特許文献１および２に記載された従来式の加熱調理器のように誘導加熱を加熱原理とするものではない。したがって、脂受け皿３８を金属材料で形成しても下側ヒータ２０ｂにより直接的に加熱されることはなく、下側ヒータ２０ｂと脂受け皿３８の間に実質的な距離を設けることにより、脂受け皿３８の温度を脂の発火温度より低く抑えることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
図１６は、ヒータ２０の給電部２４を１ヶ所に設けた場合と、２ヶ所に設けた場合のヒータ２０の給電部２４の温度上昇を比較して示した図である。
図１６の横軸は磁性体３２の長さを示し、磁性体３２の長さが６０ｍｍのときの給電部２４を１ヶ所に設けた場合の温度上昇値は、図１４の実験結果から読み取ったものであり、同様に磁性体３２の長さが６０ｍｍのときの給電部２４を２ヶ所に設けた場合の温度上昇値は、図１１の実験結果から読み取ったものである。すなわち実験に用いた加熱庫の構造などの条件は、上記実施の形態１および本実施の形態２で述べたとおりである。図１６の縦軸は電力を入力してから３０秒後の給電部２４の温度上昇を、磁性体３２の長さが６０ｍｍで給電部２４を１ヶ所に設けた場合の温度上昇を１００として、すなわち相対値として示したものである。入力電力は、給電部２４を１ヶ所に設けた場合には５００Ｗ、給電部２４を２ヶ所に設けた場合には１ｋＷである。すなわち給電部２４の１ヶ所あたり５００Ｗを担当している。また電力を入力してから３０秒後の温度上昇を読み取った理由は、放熱の影響をできるだけ小さくするために、給電部２４があまり高温になっていない時点で比較するためである。またヒータ２０は上側と下側の２個あり、給電部２４を２ヶ所に設けたときは１個のヒータ２０に２ヶ所に給電部２４を有するが、図１６の温度上昇値はこれらの各給電部２４の値を平均したものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
なお、本実施の形態５では断面形状がＯ字状の磁性体を用いてヒータ２０を着脱可能にした場合について述べたが、着脱可能とはせずに加熱庫１０の内部に固定される場合であってもメリットがある。すなわち電気的な閉ループを構成するヒータ２０の給電部２４を加熱庫１０の外側に導き、加熱庫１０の外側でＯ字状の磁性体３２を用いた誘導加熱手段により電力を供給してヒータ２０に誘導電流を流してヒータ２０を加熱する。この場合、加熱庫１０内から見た構造は、周知のＩＨクッキングヒータで広く用いられているシーズヒータと同じである。しかしシーズヒータは、ステンレスなどの金属パイプ内部に電熱線と電熱線の周囲にセラミックスを有しており構造が複雑である。また、従来のシーズヒータにおいては、金属パイプ内部に電熱線を有しているため、棒状のシーズヒータを曲げて好みの形状を作製しようとしても曲げ半径などに制限があり、曲げ回数が増加するとコスト高になる。さらに、シーズヒータは金属パイプの内部にセラミックスが詰まっているため熱容量が大きく温度上昇に時間がかかる。しかし本発明のヒータ２０は、たとえばステンレスのパイプで作製することができるので、曲げ半径の制限もシーズヒータより緩やかであり、曲げ回数が増加してもシーズヒータよりはるかに安価に製造できる。またパイプであれば熱容量が小さいので、シーズヒータより早く温度を上昇させることができる。以上のように、シーズヒータに対する本発明に係るヒータ２０のメリットは、上記他の実施の形態に示したコ字状またはＣ字状の磁性体３２を用いた場合でも同様であるが、ヒータ２０を着脱自在とせずに加熱庫１０に固定して使用する場合には、実施の形態５に係るＯ字状断面を有する磁性体３２を用いることにより、給電部２４が渦電流により発熱することを極力抑えることができる。
なお、本実施の形態ではコイルは磁性体３２の一部に導線を螺旋状に巻いて形成した場合について示したが、実施の形態１あるいは実施の形態４に示したようなコイルであってもよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
図３６は、容器部７４の内部に形成されるヒータ２０の展開図であり、破線で示した部分で折り曲げると容器部７４の内部に形成される形状となる。蓋部７２のヒータ２０についても同様である。ヒータ２０は低抵抗部２２と高抵抗部２６からなり、低抵抗部２２は上記実施の形態に示したように銅棒などで構成され給電部および冷却部を含む。高抵抗部２６は、ステンレスまたはアルミニウムなどの金属板を図３６のような形状に加工して得られる。図３７は箱型密閉容器７０の断面図である。図３７に示す蓋部７２および容器部７４は、セラミックスなどの絶縁物で形成された蓋部本体７３および容器部本体７５と、これらの内部に配設された図３５に示したようなヒータ２０の高抵抗部２６とを有する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８８】
図３９は、実施の形態６のさらに別の変形例による加熱調理器１を示す断面図である。実施の形態３の図１８に示す加熱調理器１において、コイル３０ａ，３０ｂは側壁１４ａ，１４ｂに配設されているのに対し、図３９に示す加熱調理器１は、そのコイル３０ａ，３０ｂが上壁１２ａおよび下壁１２ｂに設けられている点が異なり、その他の構成および動作は実施の形態３と同様である。
換言すると、これまで説明した各実施の形態において、コイル３０を含む誘導加熱手段が加熱庫１０の側壁１４ａ，１４ｂに設けられる場合について説明したが、図３９のように誘導加熱手段を加熱庫１０の上壁１２ａおよび下壁１２ｂに設けても本発明を適用することができる。なお、繰り返しになるが、当然のことながら前壁および後壁に設けてもよく、側壁には左右の側壁だけでなく前壁、後壁も含まれると解すべきである。
【国際調査報告】
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2011024645.tif 000044
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